【学案导学设计】高中化学 3.2.1 弱电解质的电离平衡学案 鲁科版选修4.doc

第2节弱电解质的电离盐类的水解第1课时弱电解质的电离平衡学习目标定位1.会描述弱电解质的电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动。2.知道电离平衡常数的意义。1将下列()中的物质与()、()中的物质类型用短线连接起来。2写出下列电解质的电离方程式：(1)al2(so4)3：al2(so4)3=2al33so；(2)naoh：naoh=naoh；(3)h2so4：h2so4=2hso；(4)ch3cooh：ch3coohch3cooh；(5)h2o：h2ohoh。3(1)水的离子积常数表达式是kwhoh。(2)将纯水加热至较高温度，水的离子积变化是增大，ph变化是减小。(3)室温下，某溶液中由水电离产生的h1012 moll1，则由水电离产生的oh是1012_moll1，该溶液的ph可能是2或12。探究点一弱电解质的电离平衡1弱电解质在水溶液中的电离都是可逆过程。醋酸是一种常见的弱电解质，它的电离方程式是ch3coohhch3coo，在醋酸溶液中含有的溶质粒子有h、ch3coo、ch3cooh。2图是醋酸溶于水时，电离过程中，醋酸分子电离成离子的速率、离子重新结合成醋酸分子的速率随时间的变化曲线。请回答下列问题：(1)va表示醋酸分子电离成离子的速率；vb表示离子结合成醋酸分子的速率。(2)在时间由t0到t1过程中，va的变化是不断减小，vb的变化是不断增大。(3)当时间达t1后，va与vb的关系是vavb0，此时醋酸达到电离平衡状态。3(1)分析醋酸电离过程中，溶液中各粒子浓度的变化，填写下表：粒子浓度hch3cooch3cooh醋酸初溶于水接近于0接近于0最大达到电离平衡前增大增大减小达到电离平衡时不变不变不变(2)若将等体积、等浓度的ch3coona溶液、盐酸混合，其过程中h变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变；ch3coo变化是混合初最大，然后减小，达平衡时不变；ch3cooh变化是混合初接近于0，然后增大，达平衡时不变。4分析下列条件的改变对醋酸电离平衡ch3coohch3cooh的影响，并填写下表：条件改变平衡移动方向hch3coo升高温度向右移动增大增大加h2o向右移动减小减小加盐酸向左移动增大减小加少量naoh固体向右移动减小增大加少量ch3coona固体向左移动减小增大归纳总结1电离平衡状态在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程就达到了电离平衡状态。2电离平衡的特征(1)弱电解质的电离平衡是一种动态平衡，平衡时其电离过程并没有停止，只是溶液中各分子和离子的浓度都保持不变。(2)外界条件发生变化，电离平衡随之发生变化。3影响电离平衡的因素(1)温度：由于电离过程吸热，升温，电离平衡向正反应方向移动；降温，电离平衡向逆反应方向移动。(2)浓度：电解质溶液的浓度越小，它的电离程度就越大。(3)其他因素：加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向逆反应方向移动。例如向ch3cooh溶液中加入ch3coona会抑制ch3cooh的电离。4弱电解质的电离方程式的书写(1)弱电解质的电离方程式的书写用“”表示。如nh3h2o的电离方程式是nh3h2onhoh。(2)多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，可分步书写电离方程式。如h2co3的电离方程式是h2co3hhco，hcohco。(3)多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。如fe(oh)3的电离方程式是fe(oh)3fe33oh。活学活用1下列说法正确的是()a根据溶液中有ch3cooh、ch3coo和h即可证明ch3cooh达到电离平衡状态b根据溶液中ch3coo和h的物质的量浓度相等即可证明ch3cooh达到电离平衡状态c当nh3h2o达到电离平衡时，溶液中nh3h2o、nh和oh的浓度相等dh2co3是分步电离的，电离程度依次减弱答案d解析该题考查了电离平衡的判断及其特点。溶液中除电解质电离出的离子外，还存在电解质分子，能证明该电解质是弱电解质，但不能说明达到平衡状态，a错误；根据ch3coohch3cooh知即使ch3cooh未达平衡状态，ch3coo和h的浓度也相等，b错误；nh3h2o达到电离平衡时，溶液中各粒子的浓度不变，而不是相等，nh3h2o的电离程度是很小的，绝大多数以nh3h2o的形式存在，c错误；h2co3是二元弱酸，分步电离且电离程度依次减小，d正确。2在0.1 moll1ch3cooh溶液中存在如下电离平衡：ch3coohch3cooh，对于该平衡，下列叙述正确的是()a加入水时，平衡向逆反应方向移动b加入少量naoh固体，平衡向正反应方向移动c加入少量0.1 moll1hcl溶液，溶液中h减小d加入少量ch3coona固体，平衡向正反应方向移动答案b解析a项加入水促进弱电解质的电离；b项加入naoh固体，与h反应，h的浓度变小，平衡向正反应方向移动；c项加入hcl时h的浓度变大，平衡向其减小的方向(也就是逆反应方向)移动，但最终h比未加hcl前还是要大；d项加入ch3coona固体，ch3coo的浓度增大，平衡向逆反应方向移动。探究点二电离平衡常数1电离平衡与化学平衡类似，请你根据化学平衡常数的表达式，推断写出弱电解质abab的电离平衡常数(简称电离常数)的表达式k。2一元弱酸的电离常数用ka表示，一元弱碱的电离常数用kb表示。ch3cooh的电离常数的表达式是ka，nh3h2o的电离常数的表达式是kb。3根据电离常数的表达式分析判断，电离常数k值越大，表示该弱电解质越容易电离，所对应的弱酸的酸性相对较强(或弱碱的碱性相对较强)。归纳总结(1)电离平衡常数是指一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，弱电解质电离生成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比(为一常数)，简称电离常数，用k表示。电离常数与浓度无关，只与温度有关。由于电离是吸热的，所以电离平衡常数随着温度的升高而增大。(2)电离常数的意义：根据电离常数的大小，可以判断弱电解质的相对强弱，k值越大，离子浓度越大，即表示该电解质越强。所以从ka或kb的大小，可以判断弱酸和弱碱的强弱。(3)多元弱酸分步电离，每一步电离都有各自的电离平衡常数。各级电离常数的大小关系是ka1_ka2ka3，所以其酸性主要决定于第一步电离。活学活用3下列说法正确的是()a电离平衡常数受溶液浓度的影响b电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱c电离常数大的酸溶液中h一定比电离常数小的酸溶液中的h大dh2co3的电离常数表达式：k答案b解析电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以a项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故b项正确；酸中h既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，所以c项错误；d项中碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为k1，第二步电离常数表达式为k2，故d项错误。4在25 时，相同浓度的hf、ch3cooh和hcn(氢氰酸)溶液，它们的电离平衡常数分别是7.2104 moll1、1.8105 moll1、4.91010 moll1，其中，氢离子的浓度最大的是_，未电离的溶质分子浓度最大的是_。答案hfhcn解析一定温度下，当溶液的浓度一定时，h随电离常数的增大而增大。题中k(hf)k(ch3cooh)k(hcn)，故hf溶液中的氢离子浓度最大，余下的未电离的hf分子最少，而hcn溶液中未电离的hcn分子浓度最大。1下列电离方程式中，正确的是()ah2s2hs2bnahco3nahcocnacl=nacldch3cooh=ch3cooh答案c解析h2s是二元弱酸，分步电离，电离方程式应分步写出，a项错误；nahco3为弱酸酸式盐，其中hco不能拆分为离子形式，只能写成nahco3=nahco，b项错误；ch3cooh为弱酸，部分电离，其电离方程式中“=”应改为“”，d项错误。2下列有关弱电解质电离平衡的叙述正确的是()a达到电离平衡时，分子浓度和离子浓度相等b达到电离平衡时，由于分子和离子的浓度不断发生变化，所以说电离平衡是动态平衡c电离平衡是相对的、暂时的，外界条件改变时，平衡就可能发生移动d电解质达到电离平衡后，各种离子的浓度相等答案c3一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的()naoh(固体) h2ohcl ch3coona(固体)a b c d答案d解析由题意可知，要使反应速率减小，而不改变生成h2的量，则要求h减小，而n(h)不变，可采取的措施是加水或加ch3coona固体。4下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：弱酸hcnhfch3coohhno2电离常数(moll1)6.210106.81041.751056.4106则0.1 moll1的下列溶液中，ph最小的是()ahcn bhfcch3cooh dhno2答案b解析电离平衡常数越大，电离程度越大，同浓度时，电离产生的h越大，ph越小。5分析下列条件的改变对电离平衡nh3h2onhoh的影响。填写下表：条件改变平衡移动方向ohnh升温加h2o加盐酸加入少量naoh固体加入少量nh4cl固体答案条件改变平衡移动方向ohnh升温正向移动增大增大加h2o正向移动减小减小加盐酸正向移动减小增大加入少量naoh固体逆向移动增大减小加入少量nh4cl固体逆向移动减小增大基础过关一、电离平衡状态的判断1将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 l溶液。下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是()a醋酸的浓度达到1 moll1bh的浓度达到0.5 moll1c醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、h的浓度均为0.5 moll1d醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等答案d解析在未电离时ch3cooh的浓度为1 moll1，当醋酸分子、h、ch3coo的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 moll1)，醋酸的电离达到平衡状态，故a、b、c均错。依据平衡状态的标志即电离速率与离子结合成分子的速率相等，可知d项正确。2在醋酸溶液中，ch3cooh的电离达到平衡状态的标志是()a溶液显电中性b溶液中无醋酸分子c氢离子浓度恒定不变d溶液中ch3cooh和ch3coo共存答案c解析ch3cooh溶液中阴、阳离子所带正、负电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡状态无关，故a项错误；ch3cooh是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有ch3cooh和ch3coo，但不一定表示达到电离平衡，故b项和d项错误；h恒定不变，说明ch3cooh达到电离平衡，故c项正确。二、外界条件改变对电离平衡的影响3将0.1 moll1醋酸溶液加水稀释，下列说法中正确的是()a溶液中h和oh都减小b溶液中h增大c醋酸电离平衡向左移动d溶液的ph增大答案d解析加水稀释时，醋酸的电离程度增大，n(h)增加，但溶液稀释导致溶液体积增加的倍数远远超过n(h)增加的倍数，故h变小。由于kwhoh，kw不变，故oh不断变大，ph不断增大。4向0.1 moll1 ch3cooh溶液中加入少量的ch3coona晶体时，会引起()a溶液的ph增大 b溶液中的h增大c溶液的导电能力减弱 d溶液中的oh减小答案a解析ch3coohch3cooh，当加入ch3coona晶体时，溶液中ch3coo增大，平衡向左移动，h减小，ph增大，oh增大，但溶液中离子浓度增大，导电性增强，故选a。5在25 时，用蒸馏水稀释1 moll1氨水至0.01 moll1，随着溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是()a. b.c. doh答案a解析一水合氨是弱电解质，加水稀释，一水合氨的电离平衡右移，n(oh)和n(nh)增大，但oh和nh减小。a、b、c各项中，分子、分母同乘溶液体积，浓度之比等于物质的量之比。三、选取措施使电离平衡定向移动6欲使醋酸溶液中的ch3coo浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体()anaoh bnahco3 cch3cook dmg答案a解析a项由于加入naoh会减少h的物质的量，使平衡向右移动，a选项正确；b项由于加入nahco3会降低h的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了co2，b选项错误；c项由于加入ch3cook会增加ch3coo的物质的量浓度，但电离平衡向左移动，c选项错误；d项由于加入mg会降低h的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了h2，d选项错误。7在醋酸溶液中存在电离平衡：ch3coohch3cooh，要使电离平衡右移且h增大，应采取的措施是()a加入naoh(s) b加入盐酸c加蒸馏水 d升高温度答案d解析加入naoh(s)、蒸馏水、升高温度均能使平衡右移，但加入naoh、蒸馏水时h减小，升高温度时h增大。8已知0.1 moll1的醋酸溶液中存在电离平衡：ch3coohch3cooh，要使溶液中h/ch3cooh值增大，可以采取的措施是()加少量烧碱固体升高温度加少量冰醋酸加水a b c d答案d解析中，加少量naoh时，h与oh结合生成难电离的h2o，使h/ch3cooh值减小。中，ch3cooh的电离是吸热的，升温，h增大，ch3cooh减小，故h/ch3cooh值增大。中，加入ch3cooh时，ch3cooh增大量大于h增大量，致使h/ch3cooh值减小。中，加水稀释电离平衡右移，ch3cooh在减小的基础上减小，而h在减小的基础上增大，故h/ch3cooh增大。四、电离平衡常数的应用9已知25 时，醋酸溶液中各微粒存在下述关系：k1.75105 moll1下列有关说法可能成立的是()a25 条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，k8105 moll1b25 条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，k2104 moll1c标准状况下，醋酸溶液中k1.75105 moll1d升高到一定温度，k7.2105 moll1答案d解析醋酸溶液中存在如下电离平衡：ch3coohch3cooh，在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，弱电解质电离出的离子的浓度之积跟溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离常数。由此可知题中k为醋酸电离常数的表达式，由于电离常数不随浓度变化而变化，只随温度变化而变化，所以排除a、b两项。且醋酸的电离是吸热的，所以升高温度，k增大，降低温度，k减小。标准状况下(0 )，温度低于25 ，则k小于1.75105 moll1，所以c项错误。10已知下面三个数据：7.2104 moll1、4.6104 moll1、4.91010 moll1分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：nacnhno2=hcnnano2nacnhf=hcnnafnano2hf=hno2naf。由此可判断下列叙述中不正确的是()ak(hf)7.2104 moll1bk(hno2)4.91010 moll1c根据两个反应即可得出一元弱酸的酸性强弱顺序为hfhno2hcndk(hcn)k(hno2)hno2hcn。由此可判断k(hf)k(hno2)k(hcn)，其对应数据依次为k(hf)7.2104 moll1，k(hno2)4.6104 moll1，k(hcn)4.91010 moll1。能力提升1125 时，水的电离达到平衡：h2ohohh0，下列叙述正确的是()a向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，oh降低b向水中加入少量固体硫酸氢钠，h增大，kw不变c向水中加入少量ch3cooh，平衡逆向移动，h降低d将水加热，kw增大，ph不变答案b解析本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论h、oh或kw的变化。向水中加入稀氨水，oh增大，平衡逆向移动，h减小，a项不正确；向水中加入少量固体nahso4：nahso4=nahso，h增大，但kw不变，b项正确；向水中加入少量ch3cooh后，使水的电离平衡逆向移动，oh减小，h增大，c项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，h、oh均增大，kw增大，ph减小，但仍呈中性，d项不正确。12已知hclo是比h2co3还弱的酸，氯水中存在下列平衡：cl2h2ohclhclo、hclohclo，达到平衡后：(1)要使hclo的浓度增大，可加入下列哪种物质(填代号)_。aso2bnahco3chcldnaoh(2)由此说明在实验室里可用排饱和食盐水收集cl2的理由是_。答案(1)b(2)由于氯水中存在下列平衡：cl2h2ohclhclo，饱和食盐水中，cl很大，平衡左移解析a、d直接与hclo反应，使hclo减小，c中加hcl，使h增大，平衡向左移动，hclo减小。在饱和食盐水中，cl很大，使平衡cl2h2ohclhclo左移，从而降低了cl2在水中的溶解度。13.一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力曲线如右图所示，请回答。(1)“o”点为什么不导电：_。(2)a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为_。(3)a、b、c三点中，醋酸的电离程度最大的一点是_。(4)若使c点溶液中的ch3coo提高，在如下措施中，可选择_(填序号，下同)。a加热 b加很稀的naoh溶液c加固体koh d加水e加固体ch3coona f加zn粒(5)在稀释过程中，随着醋酸浓度的降低，下列始终保持增大趋势的量是_。ah bh个数cch3cooh分子数 d.答案(1)因为冰醋酸未电离，无自由移动的离子(2)caac，说明溶液中h浓度大小顺序为bac。(3)因为在一定温度下，溶液越稀电离程度越大，因此c点的电离程度最大。(4)在醋酸溶液中存在下列平衡：ch3coohch3coohh0。由此可知加热以及加固体koh、加zn粒均可使平衡正向移动，且ch3coo增大。加入很稀的naoh溶液、加水虽也可使平衡正向移动，但因溶液冲稀，所以ch3coo减小。加入固体ch3coona，平衡逆向移动，但因加入了较多的ch3coo，故使其浓度增大，因此答案为a、c、e、f。(5)在稀释过程中，ch3cooh的电离程度增大，因而